Технология дорожного строительства

1.5. Элементы продольного профиля

Продольный профиль дороги - это проекция оси дороги на вертикальную плоскость, изображаемая на отдельном чертеже и развернутая в плоскость чертежа.

Продольный профиль - один из основных документов, по которым осуществляется строительство автомобильной дороги. На него наносят:

1) линию поверхности земли (черную линию) и высотные отметки ее точек;
2) проектную линию земляного полотна (красную линию), ее уклоны и высотные отметки;
3) разрез грунта по оси дороги с указанием мест заложения шурфов и скважин, характера и мощности грунтовых напластований, уровня грунтовых вод;
4) расположение и основные характеристики водоотводных сооружений;
5) данные для постройки водоотводных каналов и углубленных кюветов, типы их укрепления;
6) пикетаж и положение характерных (плюсовых) точек;
7) развернутый план трассы и ситуацию на полосе (по 50 м в каждую сторону от оси дороги);
8) типы конструкций дорожной одежды и земляного полотна.

Для большей наглядности продольный профиль вычерчивают в двух масштабах: горизонтальном - 1:5000, вертикальном - 1:500. Вертикальный масштаб геологического разреза должен быть 1:50. Пример оформления продольного профиля приведен на рис. 1.3.

Высота насыпи и глубина выемки в любой точке определяется разностью между значениями проектной отметки и отметки уровня земли, называемой рабочей отметкой.

Численное значение уклонов проектной линии вычисляется как отношение превышения одной точки над другой к расстоянию между этими точками:

где - отметки местности в точках А и Б, м;
L- расстояние между точками А и Б, м.

До нанесения проектной линии на продольном профиле нужно определить местоположение всех искусственных сооружений, которые будут являться своеобразными контрольными точками.

Дорогу целесообразнее прокладывать в насыпи, что будет способствовать лучшему водоотводу, скорейшему просыханию земляного полотна и меньшей заносимости снегом.

В местах сопряжения прямых участков продольного профиля устраивают вертикальные кривые (выпуклые или вогнутые), которые обеспечивают необходимую видимость на дороге и создают условия для плавного движения автомобилей.

Радиус вертикальной вогнутой кривой определяется из выражения:

где V - скорость движения, м/с.

Радиус вертикальной выпуклой кривой определяется из выражения:

где - расстояние видимости;
d - возвышение глаза водителя над поверхностью дороги, м.

Рис. 1.3. Пример оформления продольного профиля

Наименьшее значение вертикальных кривых составляет: для расчетной скорости 150 км/ч: выпуклых - 30000 м, вогнутых - 8000 м; для расчетной скорости 80 км/ч: 5000 м; 2000 м; для расчетной скорости 40 км/ч: для обоих кривых - 1000 м.

Для аналитического расчета вертикальных кривых (рис. 1.4) используют формулы:

1) длина вертикальной кривой:

2) тангенс вертикальной кривой:

3) биссектриса вертикальной кривой:

Совершенная вычислительная техника дает возможность быстрого и рационального проектирования продольного профиля на ЭВМ.

По данным продольных и поперечных профилей подсчитывают объемы земляных работ, необходимые для составления плана организации работ и сметы.

В соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 продольный профиль автомобильных дорог проектируют из условия наименьшего ограничения и изменения скорости, обеспечения безопасности движения, удобства водоотвода и наилучшей защиты от снежных заносов.

При назначении элементов продольного профиля в качестве основных параметров рекомендуется принимать:
1) продольный уклон - не более 30 ‰;

2) расстояние видимости поверхности дороги - не менее 450 м;

3) радиусы кривых в продольном профиле: выпуклых - не менее 70000 м, вогнутых - не менее 8000 м;
4) длина кривых: выпуклых - не менее 300 м; вогнутых - не менее 100 м.

Переломы проектной линии продольного профиля сопрягают кривыми при алгебраической разности уклона 5‰ и более - на дорогах I, II категорий, 10‰ и более - на дорогах III категории, 20‰ и более - на дорогах IV и V категорий.

Рис. 1.4. Вертикальная вогнутая (а) и выпуклая (б) кривые продольного профиля